王曉桃,唐愛林,聶宇薇,劉 健,劉 玲
(桂林醫(yī)學院附屬醫(yī)院血液科,廣西桂林541001)
多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)是一種常見的惡性腫瘤,居血液系統(tǒng)惡性腫瘤第2位,其突出的臨床特點之一是骨髓瘤骨?。╩yeloma bone dsease,MBD)。MBD的臨床表現(xiàn)包括彌漫性骨質(zhì)疏松、高鈣血癥、溶骨性改變、病理性骨折、骨痛或上述幾種病變同時存在[1]。MBD發(fā)生機制的關(guān)鍵在于骨髓瘤細胞激活破骨細胞(osteoclasts,OC)的同時抑制成骨細胞(osteoblast,OB)活性。近年來,Wnt信號轉(zhuǎn)導途徑對OB分化及活性的調(diào)節(jié)是 MBD機制研究的熱點[2]。一旦瘤負荷增長到一定的水平,瘤細胞或骨髓基質(zhì)細胞會產(chǎn)生一些Wnt信號拮抗物(如分泌型Fz相關(guān)蛋白等),抑制β-鏈蛋白(β-cate-nin)及下游的信號通路[3]。分泌型Fz相關(guān)蛋白主要有骨硬化蛋白(sclerostin)和 Dickkopfs(Dkks),有文獻報道 MBD患者存在DKK-1基因過度激活[4-5]。本研究通過檢測 MM患者骨髓中sclerostin水平,探討其臨床意義。
1.1 一般資料 2007年1月1日至2012年3月31日在本院住院治療的 MM患者及缺鐵性貧血(iron deficient anemia,IDA)患者。MM患者納入標準:符合張之南主編的《血液病的診斷和療效標準》關(guān)于 MM的診斷標準。排除標準:(1)血清膽紅素升高,丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶高于正常上限2倍,心功能2級以上,距離較大的手術(shù)28d以內(nèi);(2)女性患者處于妊娠或哺乳期;(3)合并其他惡性腫瘤(非惡性黑色素瘤除外);(4)合并嚴重感染或代謝性疾病。IDA患者納入標準:符合張之南主編的《血液病的診斷和療效標準》關(guān)于IDA的診斷標準,剔除經(jīng)過治療的患者,入選前均征得患者及家屬的同意。納入研究的MM患者中男29例,女24例;年齡48~74歲,中位年齡65歲;其中33例為初診患者,20例為復發(fā)患者;免疫分型中IgG型18例,IgA型12例,IgD型4例,輕鏈型19例。臨床ISS分期Ⅱ期19例,Ⅲ期34例。采用門診、電話及通信方法對患者進行隨訪,隨訪時間為6~65個月,平均隨訪時間為(34.1±18.6)個月。以同期住院的30例IDA患者為對照組,其中男14例,女16例;年齡15~58歲,中位年齡46歲。上述兩組患者年齡及性別基線資料有可比性。所有MM患者均進行X線檢查:包括顱骨、頸椎、胸椎、腰椎、肋骨、肱骨、股骨及骨盆,以確定有無溶骨病變或骨質(zhì)疏松;對X線檢查陰性者,還將進行MRI或CT檢查。血清校正鈣濃度=(40-清蛋白)×0.02+血清鈣。以X線檢查為標準,參考文獻[6]將BMD分為1級(普遍的骨質(zhì)疏松)4例(7.55%),2級(骨質(zhì)破壞在2處以下)21例(39.62%),3級(骨質(zhì)破壞大于或等于2處、壓縮性骨折或病理性骨折)28例(52.83%)。
1.2 儀器與試劑 sclerostin酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒(美國R&D公司),Trizol試劑(Invitroge公司),sclerostin逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)試劑盒(上海微晶生物制品有限公司)。sclerostin上游引物5′-TCC CCA CCA CCC CTT TG-3′,下游引物5′-GGT CA CGT AGC GGG TGA A-3′,片段長度76bp,內(nèi)參照為3-磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH),上游引物5′-ACC ACA GTC CAT GCC ATC AC-3′,下 游 引 物 5′-TCC ACC ACC CTG TTG CTG-3′,片段長度486bp。自動酶標讀數(shù)儀(國產(chǎn)DG-3022);Fluor ChemTM8900凝膠成像系統(tǒng)(美國Alpha Innotech公司)。
1.3 標本采集 取骨髓5mL,經(jīng)肝素抗凝處理后,緩慢加入已裝有5mL淋巴細胞分離液的離心管中,2 000r/min離心30min,留取上清液以備用;同時提取中間單核細胞(BMMNC)置于另一干燥離心管中以備用。
1.4 方法
1.4.1 ELISA 定量檢測標本sclerostin含量,實驗步驟嚴格按照試劑盒說明書進行,實驗重復3次,取均值。
1.4.2 RT-PCR 檢測骨髓BMMNC sclerostin的表達:(1)提取骨髓液BMMNC;(2)Trizol一步法提取細胞總RNA;(3)反轉(zhuǎn)錄合成cDNA;(4)進行PCR擴增。PCR反應總體積為25 μL,94℃變性2min并激活Taq酶,其后94℃變性40s,退火1min(GAPDH 56 ℃,sclerostin 60 ℃),72 ℃ 延 伸1min,GAPDH、sclerostin分別為35、40個循環(huán),最后72℃補齊5 min。取5μL的PCR擴增產(chǎn)物在2%瓊脂糖凝膠上電泳鑒定,0.5μg/mL EB染色10min,然后在紫外檢測儀上觀察,用Fluor ChemTM8900凝膠成像系統(tǒng)進行分析。
1.5 統(tǒng)計學處理 采用SPSS18.0統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù),計量資料以±s表示,等級資料用中位數(shù)(最小值,最大值)表示,兩參數(shù)比較采用t檢驗,兩因素相關(guān)采用簡單相關(guān)及等級相關(guān)(Spearman)分析,生存分析采用 Kaplan-Meier法并用log-rank檢驗,檢驗水準α=0.05。
2.1 MM組與對照組骨髓上清液中sclerostin水平 sclerostin水平高于對照組x±2s為顯著增高,MM組中有27例(51.9%)增高,其骨髓上清液中sclerostin的水平(0.54±0.21)pg/mL明顯高于對照組(0.31±0.06)pg/mL(t=5.67,P=0.00)。在MM組中,復發(fā)難治的MM患者骨髓sclerostin水平(0.65±0.17)pg/mL明顯高于對照組及初診的 MM患者(0.47±0.21)pg/mL(t=8.44、3.27,P<0.01)。本研究用RT-PCR進一步驗證大部分 MM患者骨髓BMMNC分泌sclerostin,且有骨質(zhì)破壞的患者明顯高于無骨質(zhì)破壞的患者(圖1)。
圖1 對照組及部分MM患者BMMNC中sclerostin的表達
2.2 sclerostin的水平與臨床參數(shù)的相關(guān)性分析 根據(jù)Greipp提供的MM預后相關(guān)參數(shù),用Pearson相關(guān)分析方法分析β2-微球蛋白(β2-microglobulin,β2-MG)、肌酐(serum creatinine,Scr)、年齡(age)、血小板(platelet,PLT)、乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase,LDH)、血紅蛋白(haemoglobin,Hb)、血清清蛋白(seralbumin,Alb)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、M蛋白的比例(輕鏈型、IgD和IgE型除外)、校正血鈣與sclerostin的相關(guān)性;用Spearman相關(guān)方法分析sclerostin與骨病分級及臨床ISS分期的相關(guān)性。結(jié)果顯示β2-MG、校正血鈣、ALP、M蛋白的比例、骨質(zhì)損害評分和ISS分期與sclerostin均顯著相關(guān)(P≤0.05),見表1。
表1 sclerostin與MM患者主要臨床指標的相關(guān)性(±s)
表1 sclerostin與MM患者主要臨床指標的相關(guān)性(±s)
63.04±6.29 0.142 0.309 β2-MG(g/L) 5.98±2.26 0.704 0.000 Scr(μmol/L) 171.65±117.57 0.236 0.088 LDH(U/L) 309.03±115.57 0.259 0.061 ALB(g/L) 31.34±4.57 -0.108 0.440 ALP(U/L) 44.20±22.26 -0.379 0.005 PLT(109/L) 94.85±65.87 -0.250 0.071 Hb(g/L) 64.12±10.51 -0.256 0.064校正血鈣(mmol/L) 2.50±0.45 0.369 0.007 M蛋白的比例(%) 0.38±0.15 0.312 0.023 MBD 2(1,3) 0.410 0.002 ISS 3(1,3)r P年齡(歲)項目±s或 M(min,max)0.486 0.000
2.3 sclerostin對患者中位生存期的影響 本研究中位隨訪時間29(6~65)個月,其中總體生存期大于或等于5年者3例(5.56%),大于或等于3年者21例(39.62%),大于或等于1年者48例(90.57%)。死亡15例(28.30%),1~3年內(nèi)死亡10例,3~5年內(nèi)死亡2例,5年以上死亡3例。4例死于復發(fā)或骨髓瘤未緩解;1例轉(zhuǎn)為漿細胞白血??;2例死于心腦血管疾??;2例死于腎衰竭;6例死于化療后骨髓抑制的嚴重并發(fā)癥如重癥感染、出血。根據(jù)對照組的sclerostin水平,將sclerostin≤0.43pg/mL定為低sclerostin組,高于0.43pg/mL定為高sclerostin組。在低sclerostin組中,19例患者在隨訪期間共14例生存,中位生存期為48(6~65)個月,95%CI 33.24~62.76;高sclerostin組中,34例患者在隨訪期間共24例生存,中位生存期為24(6~52)個月,95%CI15.43~32.57。經(jīng)Kaplan-Meier生存曲線分析兩組中位生存期,差異有統(tǒng)計學意義(χ2=12.74,P<0.01)。
sclerostin是SOST基因的表達產(chǎn)物,是一種含胱氨酸結(jié)構(gòu)的分泌型糖蛋白,是骨細胞分泌的成骨細胞的負調(diào)控因子,參與調(diào)節(jié)骨形成,決定骨重建過程中的骨量和結(jié)構(gòu)[7]。目前國內(nèi)關(guān)于sclerostin的研究主要集中在骨質(zhì)疏松領(lǐng)域中,在骨髓瘤或其他惡性腫瘤導致的骨質(zhì)破壞中少見報道,國外學者發(fā)現(xiàn)MM患者外周血sclerostin水平較健康人高,其骨質(zhì)破壞嚴重的患者顯著高于骨質(zhì)破壞不明顯、意義未明的單克隆球蛋白增多癥的患者[8]。這暗示sclerostin在 MBD的發(fā)生、發(fā)展中可能起重要作用。本研究以骨髓為樣本,研究sclerostin在MM患者骨髓中的表達及臨床意義。
本研究發(fā)現(xiàn),MM患者骨髓上清液中的sclerostin水平高于對照組,且復發(fā)難治的MM患者明顯高于初診患者及對照組。這說明MM患者骨髓細胞可能表達sclerostin,本研究還從分子水平進一步證實大部分MM患者表達sclerostin,有骨質(zhì)破壞的患者表達陽性強于無骨質(zhì)破壞的患者,且骨質(zhì)破壞越明顯,其sclerostin的表達陽性越明顯。但表達sclerostin的BMMNC是骨髓瘤細胞還是骨髓基質(zhì)細胞則有待進一步研究。復發(fā)難治的MM患者對化療藥物不敏感,瘤負荷高,瘤細胞與骨髓基質(zhì)細胞黏附后分泌多種炎癥因子導致瘤細胞或骨髓基質(zhì)細胞持續(xù)表達更多的sclerostin。
本研究發(fā)現(xiàn)sclerostin與β2-MG、Ca2+、ALP、M 蛋白的比例、骨質(zhì)損害評分和ISS分期均相關(guān)。ALP主要是由成骨細胞產(chǎn)生,ALP與sclerostin呈負相關(guān),這與Brunetti等[8]的研究一致,說明sclerostin可能會抑制成骨細胞的活性,其機制可能是sclerostin阻止Wnt蛋白結(jié)合于卷曲蛋白1~10和低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6,抑制β-鏈蛋白進入細胞質(zhì)。從而阻抑Wnt經(jīng)典信號通路,抑制了前體成骨細胞的生長和早期階段的分化,導致OB數(shù)量下降,ALP的活性下降[9-10]。
校正血鈣、骨質(zhì)損害評分主要是反映骨質(zhì)破壞情況,他們與sclerostin有明顯的正相關(guān)。這說明sclerostin能反映骨質(zhì)破壞情況,在MM中可能導致MBD,其具體機制目前不明,可能與巨噬細胞炎癥蛋白1-α相關(guān)[11]。也可能通過抑制Wnt經(jīng)典及非經(jīng)典信號途徑,導致細胞外基質(zhì)成熟障礙、細胞外基質(zhì)礦化降低及骨量減少[12-13],從而導致 MBD的發(fā)生。Brunetti等[8]發(fā)現(xiàn)MM患者外周血sclerostin與β2-MG呈正相關(guān),本研究不僅驗證這一點,還發(fā)現(xiàn)sclerostin與M蛋白的比例和ISS分期呈正相關(guān)。β2-MG、M蛋白、ISS臨床分期能較好地反映體內(nèi)瘤負荷水平,這說明sclerostin也能較好地反映瘤負荷及預后,是疾病預后不良的一項指標。其機制可能是sclerostin在抑制骨髓基質(zhì)細胞向OB分化成熟的同時,導致白細胞介素-6及其他促進MM細胞生長的因子生成增多[14],瘤負荷增高;也可能是sclerostin通過抑制骨髄修復而促進腫瘤細胞的生長[15]。
本研究還發(fā)現(xiàn),低sclerostin組患者中位生存期均高于高sclerostin組患者。本研究因樣本數(shù)較少,采用為對照組x±2s為分界點,發(fā)現(xiàn)sclerostin大于0.43pg/mL是MM患者預后不良的一個指標。這說明sclerostin能較好地預測MM患者的生存期。其原因可能是該類患者存在較嚴重的骨質(zhì)破壞如壓縮性骨折或病理性骨質(zhì),需較長時間的臥床,機體的免疫功能差,容易并發(fā)肺部等臟器感染,并發(fā)癥多;也可能是高水平sclerostin在抑制Wnt經(jīng)典信號通路的過程中,白細胞介素-6等促進瘤細胞增殖的因子增多[15],瘤負荷高,耐藥性增強,對藥物敏感性差,緩解率及中位生存期低。
綜上所述,sclerostin在MM患者骨髓上清液中的水平增高,其水平能反映MM患者骨質(zhì)破壞、成骨受抑的程度及機體瘤負荷的水平,并能在一定程度反映患者的中位生存期,其增高機制還有待研究,為進一步治療MM提供了新的治療靶點。
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